CN105807378A - 一种收发一体的光电集成芯片 - Google Patents

一种收发一体的光电集成芯片 Download PDF

Info

Publication number
CN105807378A
CN105807378A CN201610346546.1A CN201610346546A CN105807378A CN 105807378 A CN105807378 A CN 105807378A CN 201610346546 A CN201610346546 A CN 201610346546A CN 105807378 A CN105807378 A CN 105807378A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reflecting mirror
layer
optics cavity
cavity
integrated chip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610346546.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105807378B (zh
Inventor
刘凯
任晓敏
黄永清
王�琦
段晓峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Posts and Telecommunications
Original Assignee
Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Posts and Telecommunications filed Critical Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority to CN201610346546.1A priority Critical patent/CN105807378B/zh
Publication of CN105807378A publication Critical patent/CN105807378A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105807378B publication Critical patent/CN105807378B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4296—Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with sources of high radiant energy, e.g. high power lasers, high temperature light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4286—Optical modules with optical power monitoring
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4287—Optical modules with tapping or launching means through the surface of the waveguide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18361—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种收发一体的光电集成芯片，属于光通信技术领域。所述光电集成芯片包括芯片的衬底，衬底上依次为第一反射镜R2、第一层光学腔C1、第二反射镜R2、第二层光学腔C2、第三反射镜R3、第三层光学腔C3和第四反射镜R4，其中，R2、C2、R3、C3、R4形成等效顶面反射镜，与C1、R1构成谐振腔增强光探测器；R3、C2、R2、C1和R1形成的等效底面反射镜，与R4、C3构成垂直腔面发射激光器。本发明创造性地提出了自解耦垂直多腔集成器件结构，将垂直腔面发射激光器和谐振腔增强型光探测器集成在一个芯片当中，在一个集成芯片上同时实现了光通信信号的收发功能，并且可以进一步提高光通信收发模组的集成度和可靠性，并同时降低其功耗。

Description

一种收发一体的光电集成芯片
技术领域
本发明涉及一种收发一体的光电集成芯片，具体地说涉及一种集成了垂直腔面发射激光器和谐振腔增强型光探测器，从而可以同时实现光信号收发功能的多腔集成光电芯片，属于光通信技术领域。
背景技术
近年来信息技术领域的进步日新月异，从商业、工业、通信、社会服务等各个领域向人们的日常工作、生活的各个方面逐步加速渗透，互联网、云计算、大数据等现代信息技术深刻改变着人类的思维、生产、生活、学习方式，深刻展示了世界发展的前景，并进而更进一步推动了自身的飞速发展。在我国，云计算和大数据服务也受到了极大的关注和推动，国家十二五规划纲要、“十二五”国家战略性新兴产业发展规划将云计算列为新一代信息技术产业的重点领域。2015年《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》中更具体提到要实施国家大数据战略，这标志着大数据已被国家纳入创新战略层面，成为国家战略计划的核心任务之一。进而，作为大数据战略服务支撑的云计算也同时获得了新的发展契机。目前，国家工信部正在制定大数据产业和云计算的“十三五”发展规划。
技术上看这一重要的“云”基本上由三个同等重要的系统构成。存储用户数据和信息资源的数据中心、联结各个数据中心的网络及联结终端用户到各个数据中心的网络。对于数据中心，其由多层交换机或路由器架构起所有服务器之间的互联通道以及与外部网络的联通与交换，光互联技术在其网络架构中起着决定性作用，几乎所有的交换机和路由器间的连接都由其实现，而且目前光互联技术更进一步渗透到服务器组交换机到服务器和服务器之间的连接领域。光互联的优势包括满足不断更新的应用对多种特性流量的联接需求、节能、交换转变的快速性、波分复用和并行联接的可行性、降低路由节点数、竞争解决和高速的光连接存储。目前已投入使用的100G的光互联方案如下表1所示。
表1三种100G技术
技术 传输距离(m) 激光器类型 光纤通道 连接器类型
SR4 100-300 垂直腔面发射激光器 8通道并行多模光纤 MMF MPO
PSM4 500 DFB激光器 8通道并行单模光纤 SMF MPO
CWDM4 2000 DFB激光器 复用单模光纤 SMF LC
备注：MMF：多模光纤；SMF：单模光纤；DFB：分布反馈布拉格
如上可以看到，目前主要研究的光互联技术方案有两种，基于垂直腔面发射激光器(VCSEL)和多模光纤的方案，基于分布反馈布拉格(DFB)激光器和单模光纤的方案。对于两种方案其收发端的研究重点是VCSEL和硅光子学集成芯片(Si-Photonics)，其评价主要从三个方面来考虑：考虑集成度的单位体积或面积带宽密度(Gb/s/mm3或Gb/s/mm2)、考虑功耗的单位速率功耗(pJ/bit或mW/Gb/s)以及考虑成本的单位带宽成本($/Gb/s)。而在实际应用中，99％以上的光互联距离都在300m以下，所以基于垂直腔面发射激光器的方案更为业界所重视。
对于垂直腔面发射激光器,自1996年首支VCSEL投入商用以来,已经有超过3亿支激光器应用在数据通信系统中。商用系统中应用的VCSEL传输速率也从1996年的1Gb/s逐步提升到2014年的28Gb/s。研究表明，80％应用多模光纤的互连距离小于100m，目前实际应用中VCSEL通常与符合OM3标准的多模光纤配合使用，可以支持单信道10Gb/s下100m的光互联或25Gb/s下75m的光互联。对于更高的传输速率要求目前通常是采用多光纤通道的并联方式实现，如4×10Gb/s、4×25Gb/s或8×12.5Gb/s等来实现40Gb/s到100Gb/s的传输速率。垂直腔面发射激光其基本结构如图1所示，由上下两层反射镜(p-DBR和n-DBR)夹持着量子阱(QWs)有源区构成，由正/负电极(p-contact/n-contact)注入的电流被氧化层(oxidelayer)形成的窗口限制。
另一方面，从光互联的另一端-接收端来看，多年来没有太多的变化，采用高速的分立GaAs/InGaAsPIN、APD或Ge波导探测器作为接收器件，更进一步尝试与IC集成在一起，以及为了实现波分复用光通信中光信号的波长解复用接收，集成了谐振腔光波滤波器和谐振腔增强型光探测器而提出的多腔波长解复用探测器，如参考文献“Theoryandexperimentsofathree-cavitywavelength-selectivephotodetector”,AppliedOptics(USA),39(24),pp.4263-4269,2000”所示。
但是对于光互联通道单位体积或面积传输带宽指标来看，它占了将近一半的指标。而且对于更高集成密度的单纤双向信道来看，复杂的光学组件不仅没有降低模组尺寸，反而进一步增加了占用面积。在系统构成中，分立的探测组件也必然对应着单独的耦合封装需求，增加封装的成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以实现光信号收发一体的光电集成芯片，包括芯片的衬底，位于衬底上的第一反射镜R1，位于第一反射镜R1上的第一层光学腔C1，位于第一层光学腔C1上的第二反射镜R2，位于第二反射镜R2上的第二层光学腔C2，位于第二层光学腔C2上的第三反射镜R3，位于第三反射镜R3上的第三层光学腔C3和位于第三层光学腔C3上的第四反射镜R4，其中，第二反射镜R2、第二层光学腔C2、第三反射镜R3、第三层光学腔C3、第四反射镜R4形成等效顶面反射镜，所述的等效顶面反射镜与第一层光学腔C1、第一反射镜R1构成光电集成芯片的谐振腔增强光探测器单元。第三反射镜R3、第二层光学腔C2、第二反射镜R2、第一层光学腔C1和第一反射镜R1形成的等效底面反射镜，所述的等效底面反射镜与第四反射镜R4、第三层光学腔C3构成了光电集成芯片的垂直腔面发射激光器单元。
所述的第一层光学腔C1、第二层光学腔C2和第三层光学腔C3由InxGayAl1-x-yAs，InxGayAs1-x-yP，InxGayAl1-x-yN或InxGayAs1-x-yN(其中0≤x≤1，0≤y≤1)等半导体材料中的一种材料层或多种不同材料层构成。
所述的第一层光学腔C1含有InxGayAl1-x-yAs，InxGayAs1-x-yP，InxGayAl1-x-yN或InxGayAs1-x-yN等半导体材料构成的吸收层，其中0≤x≤1，0≤y≤1，可以吸收700nm～1700nm波长的入射光波。
所述的第一层光学腔C1含有InxGayAl1-x-yAs，InxGayAs1-x-yP，InxGayAl1-x-yN或InxGayAs1-x-yN等半导体材料构成的多量子阱结构的吸收层，其中0≤x≤1，0≤y≤1，可以吸收700nm～1700nm波长的入射光波。
所述的第三层光学腔C3含有InxGayAl1-x-yAs，InxGayAs1-x-yP，InxGayAl1-x-yN或InxGayAs1-x-yN等半导体材料构成的多量子阱(MQW)有源区，其中0≤x≤1，0≤y≤1，在被注入电流的情况下可以激射700nm～1700nm波长的出射光波。
所述的第三层光学腔C3含有InxGayAl1-x-yAs，InxGayAs1-x-yP，InxGayAl1-x-yN或InxGayAs1-x-yN等半导体材料构成的多层量子点有源区，其中0≤x≤1，0≤y≤1，在被注入电流的情况下可以激射700nm～1700nm波长的出射光波。
所述的衬底也可以在第四反射镜R4一侧。
所述的第一反射镜R1、第二反射镜R2、第三反射镜R3和第四反射镜R4是由多层不同材料构成的分布布拉格反射镜。
进一步的，所述的构成第一反射镜R1和第四反射镜R4的多层不同材料可以是InxGayAl1-x-yAs，InxGayAs1-x-yP，InxGayAl1-x-yN或InxGayAs1-x-yN等半导体材料，其中0≤x≤1，0≤y≤1，也可以是SiO2，TiO2，MgF，Si等介质膜材料。
进一步的所述的构成第二反射镜R2和第三反射镜R3的多层不同材料可以是InxGayAl1-x-yAs，InxGayAs1-x-yP，，InxGayAl1-x-yN或InxGayAs1-x-yN等半导体材料，其中0≤x≤1，0≤y≤1。
所述的反射镜第一反射镜R1和第四反射镜R4由InxGayAl1-x-yAs，InxGayAs1-x-yP，InxGayAl1-x-yN或InxGayAs1-x-yN等半导体材料，其中0≤x≤1，0≤y≤1，或SiO2，TiO2，MgF，Si等介质膜材料的亚波长光栅构成。
所述的第一层光学腔C1具有谐振波长λ1，第三层光学腔C3具有谐振波长λ3，且λ1≠λ3。
所述的第三层光学腔C3具有谐振波长λ3和λ2，第一层光学腔C1具有谐振波长λ1，且λ2≠λ3，λ1＝λ2或λ1＝λ3。
所述第二反射镜R2或第三反射镜R3中含有一层绝缘层，所述的绝缘层是通过将AlxGa1-xAs材料湿法氧化为Al2O3得到，x≥0.94。
所述第二反射镜R2和第三反射镜R3中都含有一层绝缘层，所述的绝缘层是通过将AlxGa1-xAs湿法氧化为Al2O3得到，x≥0.94。
所述第四反射镜R4或第三反射镜R3中含有一层AlxGa1-xAs材料，x≥0.94，并且该层AlxGa1-xAs被湿法氧化法部分氧化为Al2O3绝缘层以构成注入电流限制窗口。
所述第四反射镜R4和第三反射镜R3中都含有一层AlxGa1-xAs材料，x≥0.94，并且所述的AlxGa1-xAs被湿法氧化法部分氧化为Al2O3绝缘层以构成注入电流限制窗口。
所述反射镜R4的部分区域被质子注入的方式改变为绝缘区以构成注入电流限制窗口。
所述第一反射镜R1、第二反射镜R2、第三反射镜R3和第四反射镜R4以及第二层光学腔C2可以是n型掺杂，也可以是p型掺杂。
所述第一层光学腔C1和第三层光学腔C3为本征区或非特意掺杂区。
所述第二层光学腔C2的相位长度在[Nπ+π/4，Nπ+3π/4](N＝0，1，2...)范围内变化，第二层光学腔C2的相位长度等于其光学腔长除以第一层光学腔C1的谐振波长λ1再乘以π。
本发明的优点在于：
本发明创造性地提出了自解耦(垂直多腔结构中，光学腔的谐振波长将受到各个光学腔模式之间互相耦合的影响，通过结构设计将各个光学腔模式间互相耦合的效应降到最低在这里称为自解耦)垂直多腔集成器件结构，将垂直腔面发射激光器和谐振腔增强型光探测器集成在一个芯片当中，从而创造性的在一个集成芯片上同时实现了光通信信号的收发功能，并且可以进一步提高光通信收发模组的集成度和可靠性，并同时降低其功耗。
附图说明
图1是现有技术中垂直腔面发射激光器结构示意图。
图2是本发明中集成芯片的介绍示意图。
图3是本发明中集成芯片的垂直腔面发射激光器等效示意图。
图4是本发明中集成芯片的谐振腔增强型探测器等效示意图。
图5是本发明集成芯片的基本结构图。
图6是本发明实施例中反射镜R1所实现的反射谱示意图。
图7是本发明实施例中C3等效底面反射镜所实现的反射谱示意图。
图8是本发明实施例中R4所实现的反射谱示意图。
图9是本发明实施例中C1等效顶面反射镜所实现的反射谱示意图。
图10是本发明实施例中C2对集成芯片多腔耦合的解耦效果示意图。
图11是本发明实施例6集成芯片的基本结构图。
图中：
1-衬底；2-第一反射镜(R1)；3-第一层光学腔(C1)；4-第二反射镜(R2)；
5-第二层光学腔(C2)；6-第三反射镜(R3)；7-第三层光学腔(C3)；8-第四反射镜(R4)。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
本发明中基于对垂直腔面发射激光器(VCSEL)的研究，并进一步根据VCSEL结构中谐振腔的特性，结合多腔波长解复用探测器的研究成果，创造性地将发射光源(VCSEL)和接收器(多腔探测器)集成到一个芯片当中，如图2所示。等效来看，这一收发一体的光电集成芯片可以分解为两个单元器件，将MirrorM1、隔离腔(spacercavity)、MirrorM2、吸收腔(absorptioncavity)和Mirror2等效为一个底部反射镜R2，则构成如图3的垂直腔面发射激光器；而将Mirror1，VCSEL腔、MirrorM1、隔离腔(spacercavity)、MirrorM2等效为一个顶部反射镜R1则构成了如图4所示的谐振腔增强探测器。由于激光器和探测器都具有波长选择特性，通过将激光器的激射波长λVCSEL和探测器的响应波长λRCE-PD分开，则构成可以同时完成收发功能的收发一体的光电集成光电芯片。
本发明提供的一种收发一体的光电集成芯片的基本结构如图5所示，所述的光电集成芯片包括在衬底1上依次制备得到的第一反射镜2、第一层光学腔3、第二反射镜4、第二层光学腔5、第三反射镜6、第三层光学腔7和第四反射镜8，分别用符号R1、C1、R2、C2、R3、C3、R4表示。所述的衬底1也可以位于第四反射镜R4一侧。下面通过实施例分别进行说明。
实施例1，
本实施例提供的收发一体的光电集成芯片的基本结构如图5所示，其中衬底1为p型掺杂的GaAs，R1为25对p型掺杂Al0.9Ga0.1As/Al0.15Ga0.85As材料构成的分布布拉格反射镜，具有如图6所示意的反射谱。C1由本征的或非特意掺杂Al0.15Ga0.85As/GaAs/Al0.15Ga0.85As构成，其谐振波长等于λ1，其中GaAs为光吸收层，Al0.15Ga0.85As为间隔层。R2为15对n型掺杂的Al0.9Ga0.1As/Al0.15Ga0.85As材料构成的分布布拉格反射镜，靠近C1为第一对，靠近C2为第15对。在R2的第13对和第14对Al0.9Ga0.1As/Al0.15Ga0.85As间插入一层30nm厚的n掺杂Al0.98Ga0.02As材料并在器件工艺实现中通过湿法氧化将其完全氧化为Al2O3层实现探测器单元和激光器单元的电隔离。C2由n型掺杂的Al0.2Ga0.8As材料构成，其相位长度满足π/2。R3为10对n型掺杂的Al0.9Ga0.1As/Al0.15Ga0.85As材料构成的分布布拉格反射镜。R3、C2、R2、C1和R1整体构成了C3等效底面反射镜，其反射谱示意图如图7所示。C3由本征的或非特意掺杂的Al0.2Ga0.8As/MQW/Al0.2Ga0.8As构成，谐振波长为λ3，其中MQW是由3对4nm厚的In0.07Ga0.93As阱区和6nm厚Al0.37Ga0.63As势垒构成。R4由23对p型掺杂的Al0.9Ga0.1As/Al0.15Ga0.85As材料构成的分布布拉格反射镜，靠近C3侧为第一对。在R4中第3对和第4对Al0.9Ga0.1As/Al0.15Ga0.85As材料间插入一层30nm厚的p掺杂Al0.98Ga0.02As并在器件加工中通过湿法氧化将其氧化为Al2O3层，中心留出6微米直径的区域不氧化，作为注入电流限制窗口。R4具有如图8所示意的反射谱。R4、C3、R3、C2和R2构成C1的等效顶面反射镜，其具有如图9所示意的反射谱。从图6到图9的反射谱示意图可以看到，对于集成芯片的单元器件结构来看，R4，C3和C3等效底面反射镜构成了垂直腔面发射激光器单元器件，R4反射谱(图8)和C3等效底面底面反射镜反射谱(图7)在C3谐振波长λ3具有高反射率，并且R4的反射率稍低，从而构成了垂直腔面发射激光器所需要的高反馈的光学谐振腔，并使得激光器在λ3的激射光波从R4出射；而对于C1等效顶面反射镜、C1和R1构成的谐振腔增强光探测器，C1等效顶面反射镜在C1的谐振波长λ1具有60％到70％的反射率，R1在λ1具有高于90％的高反射率，从而可以对从R4入射的波长在λ1的入射光波实现高效率的吸收。这样就可以实现对于波长分别在λ1和λ3的光信号的同步发射与接收。而所述的垂直腔面发射激光器和谐振腔增强型光探测器的解耦则通过第二层光学腔C2实现，如图10所示为集成芯片整体多腔耦合模式受C2相位长度变化影响对第一层光学腔C1的吸收模式的解耦示意图。可以看到，当C2的相位长度在[Nπ+π/4，Nπ+3π/4](N＝0，1，2...)范围内变化时可以实现解耦，本例中选取C2的相位长度为π/2。在本实施例中λ3＝850nm；λ1＝820nm。
实施例2，
示意图同图5所示，其中衬底1为p型掺杂的GaAs，R1为25对p型掺杂Al0.9Ga0.1As/GaAs材料构成的分布布拉格反射镜，具有如图6所示意的反射谱形式。C1由本征的或非特意掺杂GaAs/MQW/GaAs构成，其谐振波长等于λ1，其中MQW由10对InGaAs/GaAs量子阱构成，作为光吸收区，吸收峰在λ1，GaAs为间隔层。R2为18对n型掺杂的Al0.9Ga0.1As/GaAs材料构成的分布布拉格反射镜，靠近C1为第一对，靠近C2为第18对。在R2的第15对和第16对Al0.9Ga0.1As/GaAs间插入一层30nm厚的n掺杂Al0.98Ga0.02As材料并在器件工艺实现中通过湿法氧化将其完全氧化为Al2O3层实现探测器单元和激光器单元的电隔离。C2由n型掺杂的GaAs材料构成，其相位长度满足3π/2。R3为16对n型掺杂的Al0.9Ga0.1As/GaAs材料构成的分布布拉格反射镜，靠近C2为第1对，靠近C3为第16对。在R3的第13对和第14对Al0.9Ga0.1As/GaAs间插入一层30nm厚的n掺杂Al0.98Ga0.02As材料并在器件工艺实现中通过湿法氧化将其部分氧化为Al2O3层，中心留出13微米直径的区域不氧化，作为注入电流限制通孔。R3、C2、R2、C1和R1整体构成了C3等效底面反射镜，其反射谱示意图如图7所示。C3由本征的或非特意掺杂的GaAs/MQW/GaAs构成，谐振波长为λ3，其中MQW由3对6nm厚的In0.35N0.018Ga0.632As阱区和25nm厚的GaAs势垒构成。R4由30对p型掺杂的Al0.9Ga0.1As/GaAs材料构成的分布布拉格反射镜，靠近C3侧为第一对。在R4中第3对和第4对Al0.9Ga0.1As/GaAs材料间插入一层30nm厚的p掺杂Al0.98Ga0.02As并在器件加工中通过湿法氧化将其氧化为Al2O3层，中心留出13微米直径的区域不氧化，作为注入电流限制通孔。R4具有如图8所示意的反射谱。R4、C3、R3、C2和R2构成C1的等效顶面反射镜，其具有如图9所示意的反射谱。从图6到图9的反射谱示意图可以看到，对于集成芯片的单元器件结构来看，R4，C3和C3等效底面反射镜构成了垂直腔面发射激光器单元器件，R4反射谱(图8)和C3等效底面底面反射镜反射谱(图7)在C3谐振波长λ3具有高反射率，并且R4的反射率稍低，从而构成了垂直腔面发射激光器所需要的高反馈的光学谐振腔，并使得激光器在λ3的激射光波从R4出射；而对于C1等效顶面反射镜、C1和R1构成的谐振强增强型光探测器，C1等效顶面反射镜在C1的谐振波长λ1具有60％到70％的反射率，R1在λ1具有高于90％的高反射率，从而可以对从R4入射的波长在λ1的入射光波实现高效率的吸收。这样就可以实现对于波长分别在λ1和λ3的光信号的同步发射与接收。而激光器和探测器的解耦则通过第二层光学腔C2实现，如图10所示为集成芯片整体多腔耦合模式受C2相位长度变化影响对第一层光学腔C1的吸收模式的解耦示意图。可以看到，当C2的相位长度在[Nπ+π/4，Nπ+3π/4](N＝0，1，2...)范围内变化时可以实现解耦，本例中选取C2的相位长度为π3/2。在本实施例中λ3＝1280nm；λ1＝1250nm。
实施例3，
示意图同图5所示，其中衬底1为p型掺杂的GaAs，R1为25对p型掺杂Al0.9Ga0.1As/GaAs材料构成的分布布拉格反射镜，具有如图6所示意的反射谱。C1由本征的或非特意掺杂GaAs/MQW/GaAs构成，其谐振波长等于λ1，其中MQW由10对InGaAsN/GaAs量子阱构成，作为光吸收区，吸收波长在λ1，GaAs为间隔层。R2为18对n型掺杂的Al0.9Ga0.1As/GaAs材料构成的分布布拉格反射镜，靠近C1为第1对，靠近C2为第18对。在R2的第15对和第16对Al0.9Ga0.1As/GaAs间插入一层30nm厚的n掺杂Al0.98Ga0.02As材料并在器件工艺实现中通过湿法氧化将其完全氧化为Al2O3层实现探测器单元和激光器单元的电隔离。C2由n型掺杂的GaAs材料构成，其相位长度满足3π/2。R3为16对n型掺杂的Al0.9Ga0.1As/GaAs材料构成的分布布拉格反射镜，靠近C2为第1对，靠近C3为第16对。在R3的第13对和第14对Al0.9Ga0.1As/GaAs间插入一层30nm厚的n掺杂Al0.98Ga0.02As材料并在器件工艺实现中通过湿法氧化将其部分氧化为Al2O3层，中心留出13微米直径的区域不氧化，作为注入电流限制通孔。R3、C2、R2、C1和R1整体构成了C3等效底面反射镜，其反射谱示意图如图7所示。C3由本征的或非特意掺杂的GaAs/量子点有源区/GaAs构成，谐振波长为λ3，其中量子点有源区是由5组每组3层GaAs上的InAs量子点构成。R4是由8对Si/TiO2材料构成的分布布拉格反射镜。R4具有如图8所示意的反射谱。R4、C3、R3、C2和R2构成C1的等效顶面反射镜，其具有如图9所示意的反射谱。从图6到图9的反射谱示意图可以看到，对于集成芯片的单元器件结构来看，R4，C3和C3等效底面反射镜构成了垂直腔面发射激光器单元器件，R4反射谱(图8)和C3等效底面底面反射镜反射谱(图7)在C3谐振波长λ3具有高反射率，并且R4的反射率稍低，从而构成了垂直腔面发射激光器所需要的高反馈的光学谐振腔，并使得激光器在λ3的激射光波从R4出射；而对于C1等效顶面反射镜、C1和R1构成的谐振强增强型光探测器，C1等效顶面反射镜在C1的谐振波长λ1具有60％到70％的反射率，R1在λ1具有高于90％的高反射率，从而可以对从R4入射的波长在λ1的入射光波实现高效率的吸收。这样就可以实现对于波长分别在λ1和λ3的光信号的同步发射与接收。而两个单元器件的解耦则通过第二层光学腔C2实现，如图10所示为集成芯片整体多腔耦合模式受C2相位长度变化影响对第一层光学腔C1的吸收模式的解耦示意图。可以看到，当C2的相位长度在[Nπ+π/4，Nπ+3π/4](N＝0，1，2...)范围内变化时可以实现解耦，本例中选取C2的相位长度为π3/2。在本实施例中λ3＝1310nm；λ1＝1280nm。
实施例4，
示意图同图5所示，其中衬底1为p型掺杂的GaAs，R1为25对p型掺杂Al0.9Ga0.1As/GaAs材料构成的分布布拉格反射镜，具有如图6所示意的反射谱。C1由本征的或非特意掺杂GaAs/MQW/GaAs构成，其谐振波长等于λ1，其中MQW由10对InGaAsN/GaAs量子阱构成，作为光吸收区，吸收波长在λ1，GaAs为间隔层。R2为18对n型掺杂的Al0.9Ga0.1As/GaAs材料构成的分布布拉格反射镜，靠近C1为第一对，靠近C2为第18对。在R2的第15对和第16对Al0.9Ga0.1As/GaAs间插入一层30nm厚的n掺杂Al0.98Ga0.02As材料并在器件工艺实现中通过湿法氧化将其完全氧化为Al2O3层实现探测器单元和激光器单元的电隔离。C2由n型掺杂的GaAs材料构成，其相位长度满足3π/2。R3为16对n型掺杂的Al0.9Ga0.1As/GaAs材料构成的分布布拉格反射镜，靠近C2为第1对，靠近C3为第16对。在R3的第13对和第14对Al0.9Ga0.1As/GaAs间插入一层30nm厚的n掺杂Al0.98Ga0.02As材料并在器件工艺实现中通过湿法氧化将其部分氧化为Al2O3层，中心留出13微米直径的区域不氧化，作为注入电流限制通孔。R3、C2、R2、C1和R1整体构成了C3等效底面反射镜，其反射谱示意图如图7所示。C3由本征的或非特意掺杂的GaAs/量子点有源区/GaAs构成，谐振波长为λ3，其中量子点有源区是由5组每组3层GaAs上的InAs量子点构成。R4是由SiO2材料的亚波长光栅构成。R4具有如图8所示意的反射谱。R4、C3、R3、C2和R2构成C1的等效顶面反射镜，其具有如图9所示意的反射谱。从图6到图9的反射谱示意图可以看到，对于集成芯片的单元器件结构来看，R4，C3和C3等效底面反射镜构成了垂直腔面发射激光器单元器件，R4反射谱(图8)和C3等效底面底面反射镜反射谱(图7)在C3谐振波长λ3具有高反射率，并且R4的反射率稍低，从而构成了垂直腔面发射激光器所需要的高反馈的光学谐振腔，并使得激光器在λ3的激射光波从R4出射；而对于C1等效顶面反射镜、C1和R1构成的谐振强增强型光探测器，C1等效顶面反射镜在C1的谐振波长λ1具有60％到70％的反射率，R1在λ1具有高于90％的高反射率，从而可以对从R4入射的波长在λ1的入射光波实现高效率的吸收。这样就可以实现对于波长分别在λ1和λ3的光信号的同步发射与接收。而两个单元器件的解耦则通过第二层光学腔C2实现，如图10所示为集成芯片整体多腔耦合模式受C2相位长度变化影响对第一层光学腔C1的吸收模式的解耦示意图。可以看到，当C2的相位长度在[Nπ+π/4，Nπ+3π/4](N＝0，1，2...)范围内变化时可以实现解耦，本例中选取C2的相位长度为π3/2。在本实施例中λ3＝1310nm；λ1＝1280nm。
实施例5，
示意图同图5所示，其中衬底1为n型掺杂的InP，R1为30对n型掺杂InP/InAlGaAs材料构成的分布布拉格反射镜，具有如图6所示意的反射谱。C1由本征的或非特意掺杂InP/InGaAs/InP构成，其谐振波长等于λ1，其中InGaAs为光吸收层，InP为间隔层。R2为15对p型掺杂的InP/InAlGaAs材料构成的分布布拉格反射镜。C2由p型掺杂的InP材料构成，其相位长度满足π/2。R3为15对p型掺杂的InP/InAlGaAs材料构成的分布布拉格反射镜。R3、C2、R2、C1和R1整体构成了C3等效底面反射镜，其反射谱示意图如图7所示。C3由本征的或非特意掺杂的InP/MQW/InP构成，谐振波长为λ3，其中MQW是由6对InAlGaAs量子阱构成。R4由10对TiO2/SiO2介质膜DBR构成。R4具有如图8所示意的反射谱。R4、C3、R3、C2和R2构成C1的等效顶面反射镜，其具有如图9所示意的反射谱。从图6到图9的反射谱示意图可以看到，对于集成芯片的单元器件结构来看，R4，C3和C3等效底面反射镜构成了垂直腔面发射激光器单元器件，R4反射谱(图8)和C3等效底面底面反射镜反射谱(图7)在C3谐振波长λ3具有高反射率，并且R4的反射率稍低，从而构成了垂直腔面发射激光器所需要的高反馈的光学谐振腔，并使得激光器在λ3的激射光波从R4出射；而对于C1等效顶面反射镜、C1和R1构成的谐振强增强型光探测器，C1等效顶面反射镜在C1的谐振波长λ1具有60％到70％的反射率，R1在λ1具有高于90％的高反射率，从而可以对从R4入射的波长在λ1的入射光波实现高效率的吸收。这样就可以实现对于波长分别在λ1和λ3的光信号的同步发射与接收。而两个单元器件的解耦则通过第二层光学腔C2实现，如图10所示为集成芯片整体多腔耦合模式受C2相位长度变化影响对第一层光学腔C1的吸收模式的解耦示意图。可以看到，当C2的相位长度在[Nπ+π/4，Nπ+3π/4](N＝0，1，2...)范围内变化时可以实现解耦，本例中选取C2的相位长度为π/2。在本实施例中λ3＝1550nm；λ1＝1520nm。
实施例6，
示意图同图11所示，其中衬底1为p型掺杂的GaAs，衬底1上R4由23对p型掺杂的Al0.9Ga0.1As/Al0.15Ga0.85As材料构成的分布布拉格反射镜，靠近C3侧为第一对。在R4中第3对和第4对Al0.9Ga0.1As/Al0.15Ga0.85As材料间插入一层30nm厚的p掺杂Al0.98Ga0.02As并在器件加工中通过湿法氧化将其氧化为Al2O3层，中心留出6微米直径的区域不氧化，作为注入电流限制通孔。R4具有如图8所示意的反射谱。C3由本征的或非特意掺杂的Al0.2Ga0.8As/MQW/Al0.2Ga0.8As构成，谐振波长为λ3，其中MQW是由3对4nm厚的In0.07Ga0.93As阱区和6nm厚Al0.37Ga0.63As势垒构成。R3为10对n型掺杂的Al0.9Ga0.1As/Al0.15Ga0.85As材料构成的分布布拉格反射镜。C2由n型掺杂的Al0.2Ga0.8As材料构成，其相位长度满足π/2。R2为15对n型掺杂的Al0.9Ga0.1As/Al0.15Ga0.85As材料构成的分布布拉格反射镜，靠近C1为第一对，靠近C2为第15对。在R2的第13对和第14对Al0.9Ga0.1As/Al0.15Ga0.85As间插入一层30nm厚的n掺杂Al0.98Ga0.02As材料并在器件工艺实现中通过湿法氧化将其完全氧化为Al2O3层实现探测器单元和激光器单元的电隔离。C1由本征的或非特意掺杂Al0。15Ga0.85As/GaAs/Al0.15Ga0.85As构成，其谐振波长等于λ1，其中GaAs为光吸收层，Al0.15Ga0.85As为间隔层。R1为25对p型掺杂Al0.9Ga0.1As/Al0.15Ga0.85As材料构成的分布布拉格反射镜，具有如图6所示意的反射谱。R4、C3、R3、C2和R2构成C1的等效顶面反射镜，其具有如图9所示意的反射谱。R3、C2、R2、C1和R1整体构成了C3等效底面反射镜，其反射谱示意图如图7所示。从图6到图9的反射谱示意图可以看到，对于集成芯片的单元器件结构来看，R4，C3和C3等效底面反射镜构成了垂直腔面发射激光器单元器件，R4反射谱(图8)和C3等效底面底面反射镜反射谱(图7)在C3谐振波长λ3具有高反射率，并且R4的反射率稍低，从而构成了垂直腔面发射激光器所需要的高反馈的光学谐振腔，并使得激光器在λ3的激射光波从R4出射；而对于C1等效顶面反射镜、C1和R1构成的谐振强增强型光探测器，C1等效顶面反射镜在C1的谐振波长λ1具有60％到70％的反射率，R1在λ1具有高于90％的高反射率，从而可以对从R4入射的波长在λ1的入射光波实现高效率的吸收。这样就可以实现对于波长分别在λ1和λ3的光信号的同步发射与接收。而两个单元器件的解耦则通过第二层光学腔C2实现，如图10所示为集成芯片整体多腔耦合模式受C2相位长度变化影响对第一层光学腔C1的吸收模式的解耦示意图。可以看到，当C2的相位长度在[Nπ+π/4，Nπ+3π/4](N＝0，1，2...)范围内变化时可以实现解耦，本例中选取C2的相位长度为π/2。在本实施例中λ3＝850nm；λ1＝820nm。
本发明采取以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：
创造性将垂直腔面发射激光器和谐振腔增强型探测器垂直集成在一个芯片上，并通过反射镜设计和隔离腔的引入来实现集成芯片中谐振波长不同的多腔光模式解耦，从而独创性的提出了芯片级集成一体的光电收发器件，属于国际首创。这一集成技术的研究不仅能够有效的利用VCSEL低功耗、低成本、高速的调制特性，而且通过将探测器集成到同一个芯片当中，可以进一步的提高光互联传输模组的单位面积带宽密度，降低单位带宽成本。而且光源与探测器的集成也有利于此集成芯片在硅光子集成芯片领域的应用，因而它也可以进一步结合双方面优势，获得更高的性能，更低的成本。此外，利用集成芯片技术所具有的发射波长和接收波长波分复用的特性，可以实现低成本、高速率、高集成密度的单纤双向光传输，这一技术的研发不仅可以应用到云交换当中的高性能光互联通道，而且也可以实现低成本、高性能的用户终端光互联。相关技术研发成功必能进一步推动我国在云计算、大数据分析产业中关键核心器件自有知识产权技术的发展，也必将能够推动我国相关领域技术和应用的进一步发展。

Claims (10)

1.一种收发一体的光电集成芯片，其特征在于：包括芯片的衬底，位于衬底上的第一反射镜R1，位于第一反射镜R1上的第一层光学腔C1，位于第一层光学腔C1上的第二反射镜R2，位于第二反射镜R2上的第二层光学腔C2，位于第二层光学腔C2上的第三反射镜R3，位于第三反射镜R3上的第三层光学腔C3和位于第三层光学腔C3上的第四反射镜R4，其中，第二反射镜R2、第二层光学腔C2、第三反射镜R3、第三层光学腔C3、第四反射镜R4形成等效顶面反射镜，所述的等效顶面反射镜与第一层光学腔C1、第一反射镜R1构成光电集成芯片的谐振腔增强光探测器；第三反射镜R3、第二层光学腔C2、第二反射镜R2、第一层光学腔C1和第一反射镜R1形成的等效底面反射镜，所述的等效底面反射镜与第四反射镜R4、第三层光学腔C3构成了光电集成芯片的垂直腔面发射激光器。
2.根据权利要求1所述的一种收发一体的光电集成芯片，其特征在于：所述的第一层光学腔C1、第二层光学腔C2和第三层光学腔C3由InxGayAl1-x-yAs，InxGayAs1-x-yP，InxGayAl1-x-yN或InxGayAs1-x-yN中的一种材料层或多种不同材料层构成；其中0≤x≤1，0≤y≤1；所述的第一反射镜R1、第二反射镜R2、第三反射镜R3和第四反射镜R4是由多层不同材料构成的分布布拉格反射镜；构成第一反射镜R1和第四反射镜R4的材料是InxGayAl1-x-yAs，InxGayAs1-x-yP，InxGayAl1-x-yN或InxGayAs1-x-yN半导体材料，或者是SiO2，TiO2，MgF，Si介质膜材料，其中0≤x≤1，0≤y≤1；构成第二反射镜R2和第三反射镜R3的多层不同材料是InxGayAl1-x-yAs，InxGayAs1-x-yP，InxGayAl1-x-yN或InxGayAs1-x-yN半导体材料，其中0≤x≤1，0≤y≤1。
3.根据权利要求1所述的一种收发一体的光电集成芯片，其特征在于：所述的第一层光学腔C1含有InxGayAl1-x-yAs，InxGayAs1-x-yP，InxGayAl1-x-yN或InxGayAs1-x-yN材料构成的吸收层，吸收700nm～1700nm波长的入射光波，其中0≤x≤1，0≤y≤1。
4.根据权利要求3所述的一种收发一体的光电集成芯片，其特征在于：所述的第一层光学腔C1的吸收层为多量子阱结构。
5.根据权利要求1所述的一种收发一体的光电集成芯片，其特征在于：所述的第三层光学腔C3含有InxGayAl1-x-yAs，InxGayAs1-x-yP，InxGayAl1-x-yN或InxGayAs1-x-yN材料构成的多量子阱或多层量子点有源区，其中0≤x≤1，0≤y≤1，在被注入电流的情况下可以激射700nm～1700nm波长的出射光波。
6.根据权利要求1所述的一种收发一体的光电集成芯片，其特征在于：所述的衬底在第四反射镜R4一侧。
7.根据权利要求1所述的一种收发一体的光电集成芯片，其特征在于：所述的第一反射镜R1和第四反射镜R4由InxGayAl1-x-yAs，InxGayAs1-x-yP，InxGayAl1-x-yN或InxGayAs1-x-yN半导体材料，或SiO2，TiO2，MgF，Si介质膜材料的亚波长光栅构成，其中0≤x≤1，0≤y≤1；
所述第二反射镜R2或第三反射镜R3中含有一层绝缘层，或二者均含有一层绝缘层，所述的绝缘层是通过将AlxGa1-xAs材料湿法氧化为Al2O3得到，x≥0.94；
所述第四反射镜R4或第三反射镜R3或二者均含有一层AlxGa1-xAs材料，x≥0.94，并且该层AlxGa1-xAs被湿法氧化法部分氧化为Al2O3绝缘层以构成注入电流限制窗口。
8.根据权利要求1所述的一种收发一体的光电集成芯片，其特征在于：所述的第一层光学腔C1具有谐振波长λ1，第三层光学腔C3具有谐振波长λ3，且λ1≠λ3。
9.根据权利要求1所述的一种收发一体的光电集成芯片，其特征在于：所述的第三层光学腔C3具有谐振波长λ3和λ2，第一层光学腔C1具有谐振波长λ1，且λ2≠λ3，λ1＝λ2或λ1＝λ3。
10.根据权利要求1所述的一种收发一体的光电集成芯片，其特征在于：所述第一反射镜R1、第二反射镜R2、第三反射镜R3和第四反射镜R4以及第二层光学腔C2是n型掺杂或p型掺杂；所述第一层光学腔C1和第三层光学腔C3为本征区或非特意掺杂区；所述第二层光学腔C2的相位长度在[Nπ+π/4，Nπ+3π/4](N＝0，1，2...)范围内变化，第二层光学腔C2的相位长度等于其光学腔长除以第一层光学腔C1的谐振波长λ1再乘以π。
CN201610346546.1A 2016-05-24 2016-05-24 一种收发一体的光电集成芯片 Active CN105807378B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610346546.1A CN105807378B (zh) 2016-05-24 2016-05-24 一种收发一体的光电集成芯片

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610346546.1A CN105807378B (zh) 2016-05-24 2016-05-24 一种收发一体的光电集成芯片

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105807378A true CN105807378A (zh) 2016-07-27
CN105807378B CN105807378B (zh) 2017-07-04

Family

ID=56452875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610346546.1A Active CN105807378B (zh) 2016-05-24 2016-05-24 一种收发一体的光电集成芯片

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105807378B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106772797A (zh) * 2016-12-20 2017-05-31 北京邮电大学 一种单片集成收发一体光电芯片及集成芯片阵列
CN108535801A (zh) * 2018-03-22 2018-09-14 北京邮电大学 光学滤波器
CN108963750A (zh) * 2018-07-18 2018-12-07 度亘激光技术（苏州）有限公司 一种vcsel和apd集成芯片及其制备方法
CN109038217A (zh) * 2018-10-31 2018-12-18 厦门乾照半导体科技有限公司 延长使用寿命的vcsel芯片及制作方法和电子器件
CN110133660A (zh) * 2019-05-23 2019-08-16 成都信息工程大学 一种量子阱汽车灯光雷达系统
CN112636173A (zh) * 2020-12-11 2021-04-09 北京工业大学 一种窄线宽垂直腔面发射激光器及其制备方法
CN113906641A (zh) * 2019-06-03 2022-01-07 通快光电器件有限公司 具有单片集成的光电二极管的垂直腔面发射激光器装置
CN116667123A (zh) * 2023-07-31 2023-08-29 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 具有偏振输出特性的芯片级垂直集成式被动调q激光器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1078330A (zh) * 1992-01-21 1993-11-10 班德加普技术公司 晶体管与竖直腔面发射激光器的集成化
JP2003249714A (ja) * 2002-02-22 2003-09-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光通信用光送信素子、光通信用光受信素子、光通信用光送受信素子、及びそれらを用いた光通信システム
CN1581611A (zh) * 2003-08-07 2005-02-16 精工爱普生株式会社 面发光型半导体激光器、光模块、及光传输装置
CN1585216A (zh) * 2003-08-19 2005-02-23 三星电子株式会社 具有集成的光探测器的长波长垂直腔表面发射激光器
CN102017338A (zh) * 2008-05-09 2011-04-13 皇家飞利浦电子股份有限公司 具有单片集成光电二极管的垂直腔表面发射激光器件
CN102484538A (zh) * 2009-02-05 2012-05-30 埃迪斯科文大学 光学连接系统
US20140064313A1 (en) * 2004-06-11 2014-03-06 Ricoh Company, Ltd. Surface-emission laser diode and fabrication process thereof

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1078330A (zh) * 1992-01-21 1993-11-10 班德加普技术公司 晶体管与竖直腔面发射激光器的集成化
JP2003249714A (ja) * 2002-02-22 2003-09-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光通信用光送信素子、光通信用光受信素子、光通信用光送受信素子、及びそれらを用いた光通信システム
CN1581611A (zh) * 2003-08-07 2005-02-16 精工爱普生株式会社 面发光型半导体激光器、光模块、及光传输装置
CN1585216A (zh) * 2003-08-19 2005-02-23 三星电子株式会社 具有集成的光探测器的长波长垂直腔表面发射激光器
US20140064313A1 (en) * 2004-06-11 2014-03-06 Ricoh Company, Ltd. Surface-emission laser diode and fabrication process thereof
CN102017338A (zh) * 2008-05-09 2011-04-13 皇家飞利浦电子股份有限公司 具有单片集成光电二极管的垂直腔表面发射激光器件
CN102484538A (zh) * 2009-02-05 2012-05-30 埃迪斯科文大学 光学连接系统

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106772797A (zh) * 2016-12-20 2017-05-31 北京邮电大学 一种单片集成收发一体光电芯片及集成芯片阵列
CN108535801A (zh) * 2018-03-22 2018-09-14 北京邮电大学 光学滤波器
CN108963750A (zh) * 2018-07-18 2018-12-07 度亘激光技术（苏州）有限公司 一种vcsel和apd集成芯片及其制备方法
CN108963750B (zh) * 2018-07-18 2023-08-29 度亘激光技术（苏州）有限公司 一种vcsel和apd集成芯片及其制备方法
CN109038217A (zh) * 2018-10-31 2018-12-18 厦门乾照半导体科技有限公司 延长使用寿命的vcsel芯片及制作方法和电子器件
CN109038217B (zh) * 2018-10-31 2024-04-26 厦门乾照半导体科技有限公司 延长使用寿命的vcsel芯片及制作方法和电子器件
CN110133660A (zh) * 2019-05-23 2019-08-16 成都信息工程大学 一种量子阱汽车灯光雷达系统
CN113906641A (zh) * 2019-06-03 2022-01-07 通快光电器件有限公司 具有单片集成的光电二极管的垂直腔面发射激光器装置
CN112636173A (zh) * 2020-12-11 2021-04-09 北京工业大学 一种窄线宽垂直腔面发射激光器及其制备方法
CN112636173B (zh) * 2020-12-11 2022-08-12 北京工业大学 一种窄线宽垂直腔面发射激光器及其制备方法
CN116667123A (zh) * 2023-07-31 2023-08-29 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 具有偏振输出特性的芯片级垂直集成式被动调q激光器
CN116667123B (zh) * 2023-07-31 2023-09-22 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 具有偏振输出特性的芯片级垂直集成式被动调q激光器

Also Published As

Publication number Publication date
CN105807378B (zh) 2017-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105807378B (zh) 一种收发一体的光电集成芯片
US5914976A (en) VCSEL-based multi-wavelength transmitter and receiver modules for serial and parallel optical links
Mahgerefteh et al. Techno-economic comparison of silicon photonics and multimode VCSELs
US7184622B2 (en) Integrated volume holographic optical circuit apparatus
US9136672B2 (en) Optical light source
CN102882601A (zh) 硅光子集成高速光通信收发模块
CN202872791U (zh) 硅光子集成高速光通信收发模块
Larsson et al. High-speed VCSELs and VCSEL arrays for single-and multi-core fiber interconnects
US8611756B1 (en) Highly integrated system and method for optical communication
US8131122B2 (en) Monolithically integrated multi-directional transceiver
CN105428999A (zh) 少模面发射激光器
CN101666893B (zh) 一种基于蚀刻衍射光栅的单片集成单纤多向收发器
Michalzik et al. True bidirectional optical interconnects over multimode fiber
CN100555915C (zh) 一种用于光纤到户的单片集成单纤双向收发器
Aalto et al. Transceivers for 400G based on hybrid integrated thick SOI and III/V chips
Herve et al. Optical Technologies for Enterprise Networks.
CN114924362A (zh) 一种收发双向集成芯片及其在光双向收发组件中的应用
CN106772797A (zh) 一种单片集成收发一体光电芯片及集成芯片阵列
Mederer et al. High performance selectively oxidized VCSELs and arrays for parallel high-speed optical interconnects
Kang et al. Optical coupling analysis of dual-waveguide structure for monolithic integration of photonic devices
Liu et al. Experiment on VCSEL composed of special structure DBRs in integrated optoelectronic chip
Mederer et al. High performance selectively oxidized VCSELs and arrays for parallel high-speed optical interconnects
EP4016764A1 (en) Gain medium structure for semiconductor optical amplifier with high saturation power
Koizumi et al. 10Gbit/s photonic crystal fiber transmissions with 1.1 µm directly-modulated single-mode VCSEL
Mutig et al. High-speed 850 and 980 nm VCSELs for high-performance computing applications

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant